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1煤炭直接液化的基本原理和液化用煤的选择1

1.1煤的基本性质1

1.1.1煤的岩相组成1

1.1.2煤的基本分析指标2

1.1.3我国煤的分类及各类煤的基本特性与主要用途4

1.1.4煤的结构特征7

1.1.5煤基本结构单元周围的状态7

1.1.6煤分子中的基本结构单元9

1.1.7煤分子中的桥键与交联键11

1.1.8煤的大分子结构模型12

1.2适宜直接液化的煤种14

1.2.1煤直接液化的基本原理14

1.2.2适宜直接液化的煤品种16

1.2.3煤种液化特性评价试验19

1.3煤的直接液化反应模型23

1.3.1认为原料煤是单一组分的反应模型23

1.3.2将原料煤分成不同组分的研究24

1.3.3考虑可逆反应的模型25

1.3.4关于反应活化能的特殊处理26

1.3.5日本学者的动力学模型26

1.4煤直接液化反应动力学27

2工艺条件、循环溶剂和催化剂对煤加氢液化反应的影响33

2.1煤加氢液化工艺条件对液化反应的影响33

2.1.1煤浆浓度33

2.1.2反应压力34

2.1.3反应温度35

2.1.4反应时间与反应停留时间37

2.1.5气液比38

2.2煤加氢液化循环溶剂的作用和特点38

2.3煤加氢液化催化剂40

2.3.1概述40

2.3.2煤加氢液化催化剂的种类42

2.3.3有工业价值的煤加氢液化催化剂42

2.3.4催化剂在煤加氢液化中的作用51

2.3.5影响催化剂活性的因素53

2.3.6催化剂生产56

2.3.7煤直接液化工业催化剂的研发重点59

2.4关于采用CO+H2O作反应剂的研究59

2.5煤中矿物质在煤液化中的作用61

2.5.1煤中矿物质的类型及其在液化产物中的分布61

2.5.2矿物质残留物64

3煤的溶剂萃取65

3.1煤的溶剂萃取分类65

3.1.1普通萃取65

3.1.2混合溶剂萃取65

3.1.3特定萃取65

3.1.4超临界萃取65

3.1.5热解萃取66

3.1.6加氢萃取66

3.2溶剂的作用66

3.2.1煤在溶剂中的溶胀行为67

3.2.2热溶解煤68

3.2.3溶解氢气，使氢分子向煤或催化剂表面扩散69

3.2.4供氢和传递氢69

3.2.5防止煤热解的自由基碎片缩聚，溶剂直接与煤质反应72

3.2.6其他作用72

3.3萃取工艺的研究开发72

3.3.1英国的超临界气体萃取工艺72

3.3.2英国液体溶剂萃取工艺73

3.3.3三菱溶剂分解工艺74

3.3.4 Consol合成燃料（CSF）法74

3.3.5珠海三金褐煤热溶催化法75

4煤加氢直接液化工艺76

4.1煤加氢液化技术的开发过程76

4.2基本工艺过程77

4.3德国煤加氢液化老工艺78

4.3.1工艺流程78

4.3.2工艺特点84

4.4典型煤直接液化工艺85

4.4.1德国IGOR＋工艺85

4.4.2氢煤法89

4.4.3溶剂精炼煤工艺92

4.4.4埃克森供氢溶剂工艺97

4.4.5 NEDOL工艺100

4.4.6日本褐煤液化工艺109

4.4.7俄罗斯低压液化工艺113

4.4.8熔融氯化锌催化液化工艺115

4.5煤的直接液化两段工艺117

4.5.1催化两段液化工艺118

4.5.2HTI工艺118

4.5.3 Kerr-McGee工艺120

4.5.4 Pyrosol工艺121

4.5.5 CSF工艺124

4.5.6 Lummus ITSL工艺124

4.6煤-油共处理125

4.6.1日本Mark Ⅰ和MarkⅡ共处理工艺127

4.6.2 Cherry-P工艺128

4.6.3日本三菱重工溶剂化共处理工艺128

4.6.4 Mobil共处理工艺128

4.6.5 Pyrosol共处理工艺128

4.6.6 Chevron共处理工艺129

4.6.7 Lummus Crest共处理工艺129

4.6.8 Alberta Research Council共处理工艺129

4.6.9 CANMET共处理工艺130

4.6.10 Rheinbraun共处理工艺130

4.6.11 TUC共处理工艺130

4.6.12 UOP共处理工艺131

4.6.13 HRI共处理工艺131

4.6.14关于煤与废塑料共液化132

5煤液化油的提质加工136

5.1石油类液体燃料的特点136

5.1.1石油类液体燃料的分类和应用136

5.1.2对液体燃料的一般要求136

5.1.3汽油137

5.1.4柴油139

5.2煤液化粗油的性质特点141

5.3煤液化粗油的提质加工化学150

5.3.1加氢脱杂原子150

5.3.2烃类的加氢反应152

5.4煤液化粗油的提质加工催化剂157

5.4.1加氢精制催化剂157

5.4.2关于液化粗油加氢精制催化剂的研发158

5.4.3加氢裂化催化剂159

5.5煤液化粗油的提质加工研究160

5.5.1煤液化石脑油馏分的加工160

5.5.2煤液化中油的加工161

5.5.3煤液化重油的加工163

5.6煤液化粗油的提质加工工艺165

5.6.1德国煤直接液化老工艺系统的液化粗油的提质加工（气相加氢）165

5.6.2日本的煤液化粗油提质加工工艺166

5.6.3煤液化粗油的提质加工设备167

5.7煤液化残渣的分离、性质及利用171

5.7.1煤液化残渣的组成和性质171

5.7.2液化残渣的固液分离176

5.7.3液化残渣的利用177

6煤直接液化主要设备和若干工程问题180

6.1高压煤浆泵180

6.2煤浆预热器与煤浆加热炉180

6.2.1煤浆在预热器内的变化180

6.2.2煤浆在预热器内的流动情况181

6.2.3煤浆在预热器内黏度的变化182

6.2.4煤浆在预热器内的压力降183

6.2.5煤浆在预热器内的热传递183

6.2.6煤浆加热炉的选择184

6.2.7煤浆加热炉设计时应重视的问题185

6.3反应器187

6.3.1反应器结构和种类187

6.3.2反应器的模拟和放大192

6.4高温高压气体分离器194

6.5高压低温分离器195

6.6高压换热器196

6.6.1简介196

6.6.2主要特点196

6.7磨损与堵塞198

6.8加氢设备的主要损伤形式199

6.8.1高温氢腐蚀199

6.8.2氢脆199

6.8.3铬-钼钢的回火脆性200

6.8.4高温硫化氢的腐蚀200

6.8.5奥氏体不锈钢堆焊层的氢致剥离200

6.9加氢设备用钢材的研发200

6.10煤加氢液化的反应热201

6.11 关于氢气制造203

6.12关于氢气在溶剂中的溶解度203

6.12.1氢气在纯烃类溶剂中的溶解度203

6.12.2氢气在石油馏分中的溶解度205

6.12.3氢气在松节油中的溶解度205

6.13煤浆黏度的变化206

6.13.1高温高压下煤浆黏度变化的研究方法206

6.13.2煤浆黏度及其随温度的变化207

6.13.3影响煤浆黏度的其他因素207

6.13.4煤浆黏度变化的机理209

6.13.5煤浆黏度变化的模型209

6.13.6常压低温下神华煤煤浆黏度变化的研究210

6.14关于煤的超细粉碎213

7中国煤炭直接液化技术的开发216

7.1适合于加氢液化的中国煤种的筛选与评价216

7.1.1 适合于加氢液化煤种的评选216

7.1.2神华加氢液化用煤的分析研究217

7.2煤的解聚液化反应227

7.2.1煤的低温解聚液化反应227

7.2.2神府煤的解聚液化反应研究229

7.3催化剂的筛选与开发243

7.3.1催化剂的筛选和评价243

7.3.2担载铁催化剂的研究246

7.3.3新型催化剂的开发258

7.4煤的超临界抽提工艺260

7.4.1模试装置概述261

7.4.2煤种的筛选与评价261

7.4.3模式装置试验结果264

7.5煤液化工艺的研究开发270

7.5.1神华煤直接液化工艺270

7.5.2中国煤炭直接液化工艺271

7.5.3“一种煤的液化方法及其反应器设备”的发明专利273

7.6煤液化油的提质加工275

7.6.1煤液化油的提质加工工艺路线的研究275

7.6.2关于煤液化油的基本热力学性质、馏分密度等的测定280

7.6.3神华煤液化残渣组分的分离特性、性质及合理利用途径的研究284

7.7煤-油共处理289

7.8煤直接液化示范厂可行性研究292

7.8.1中日（美）合作进行兖州北宿煤液化厂初步可行性调查293

7.8.2中加合作进行煤-油共炼技术经济评价296

7.8.3中美合作神华煤液化项目预可行性研究298

7.8.4中德合作云南先锋煤液化项目可行性研究303

7.8.5中日合作黑龙江依兰煤液化项目可行性研究调查314

7.8.6中日合作神华煤液化项目可行性研究324

参考文献332